導(dǎo)讀

IVD領(lǐng)域是一個(gè)一直有創(chuàng)新，一直有機(jī)會(huì)的領(lǐng)域，所有的創(chuàng)新萬(wàn)變不離其宗，均是在提升檢測(cè)的精準(zhǔn)度、便利性和效率，從而推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展。

√?檢測(cè)精準(zhǔn)度：精準(zhǔn)包括特異性和敏感性。特異性的提升依賴于新指標(biāo)的發(fā)現(xiàn)以及多指標(biāo)的聯(lián)合（例如流式液相芯片）；敏感性的提升有賴于信號(hào)系統(tǒng)以及檢測(cè)方法的創(chuàng)新（例如單分子檢測(cè)技術(shù)、數(shù)字PCR技術(shù)）；

√?檢測(cè)便利性：便利性包括方便（便）和便宜（利）。對(duì)于基層醫(yī)院、臨床科室以及個(gè)人家庭，檢測(cè)的便利性起著決定性的作用，將一些的檢測(cè)方法POCT化（例如微流控技術(shù)），雖然犧牲了一定的精準(zhǔn)度，卻可以大大提升檢測(cè)的便利性；

√?檢測(cè)效率：提升檢測(cè)效率亦是IVD領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一（例如均相化學(xué)發(fā)光技術(shù)通過(guò)免清洗提升檢測(cè)速度，二代測(cè)序通過(guò)高通量大幅縮短測(cè)序時(shí)間以及自動(dòng)化操作等）。

七大技術(shù)創(chuàng)新盤(pán)點(diǎn)

1· 三代測(cè)序技術(shù)

三代測(cè)序又稱納米孔單分子測(cè)序，與二代測(cè)序技術(shù)相比，最大特點(diǎn)就是“超長(zhǎng)讀長(zhǎng)和無(wú)需PCR擴(kuò)增”。第三代的測(cè)序的He-licos單分子測(cè)序儀，PacificBioscience的SMRT技術(shù)和Oxford Nanopore Technologies 公司正在研究的納米孔單分子測(cè)序技術(shù)正向著高通量?低成本?長(zhǎng)讀取長(zhǎng)度的方向發(fā)展。不同于第二代測(cè)序依賴于DNA模板與固體表面相結(jié)合然后邊合成邊測(cè)序，第三代分子測(cè)序，不需要進(jìn)行PCR擴(kuò)增。代表性的三代測(cè)序公司有3家！

（1）Helico BioScience?單分子測(cè)序技術(shù)。該測(cè)序是基于邊合成邊測(cè)序的思想，將待測(cè)序列隨機(jī)打斷成小分子片段并用末端轉(zhuǎn)移酶在 3'?末端加上 poly(A),以及在poly(A)的末端進(jìn)行熒光標(biāo)記和阻斷，把這些小片段與帶有poly(T)的平板雜交成像來(lái)獲得已經(jīng)雜交模板所處的位置，建立邊合成邊測(cè)序的位點(diǎn)加入聚合酶和被Cy3熒光標(biāo)記脫氧核苷酸進(jìn)行DNA 合成，每次只加入一種脫氧核苷酸，然后將未參與合成的dNTP和DNA聚合酶洗脫，直接對(duì)Cy3成像，觀測(cè)模板位點(diǎn)上是否有熒光信號(hào)，然后化學(xué)裂解核苷酸上的燃料并釋放加入下一種脫氧核苷酸和聚合酶的混合物，進(jìn)行下一輪反應(yīng)。

（2）Pacific BioscienceSMRT?技術(shù)。該測(cè)序也是基于邊合成邊測(cè)序的原理，這項(xiàng)技于使用了Zero-ModeWaveguide(ZMW)(零級(jí)波導(dǎo))。測(cè)序的過(guò)程：被熒光標(biāo)記磷酸集團(tuán)的核苷酸在聚合酶活性位點(diǎn)上與模板鏈結(jié)合（每種脫氧核苷酸被不用顏色的染料標(biāo)記），被激發(fā)出熒光，在熒光脈沖結(jié)束后，被標(biāo)記的磷酸集團(tuán)被切割并釋放，聚合酶轉(zhuǎn)移到下一個(gè)位置，下一個(gè)脫氧核苷酸連接到位點(diǎn)上開(kāi)始釋放熒光脈沖，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。

（3）Oxford Nanopore Technologies?的納米孔單分子測(cè)序技術(shù)。大多數(shù)納米孔測(cè)序技術(shù)的基本原理是當(dāng)DNA分子或者它的組成堿基從一個(gè)孔洞經(jīng)過(guò)時(shí)而檢測(cè)到被影響的電流或光信號(hào)。OxfordNanopore 測(cè)序技術(shù)是以α-?溶血素來(lái)構(gòu)建生物納米孔，核酸外切酶依附在孔一側(cè)的外表面，一種合成的環(huán)糊精做為傳感器共價(jià)結(jié)合到納米孔的內(nèi)表面。這個(gè)系統(tǒng)被鑲嵌在一個(gè)脂雙分子層內(nèi)，為了提供既符合堿基區(qū)分檢測(cè)又滿足外切酶活性的物理?xiàng)l件，脂雙分子層兩側(cè)為不同的鹽濃度在適合的電壓下，核酸外切酶消化單鏈DNA，單個(gè)堿基落入孔中，并與孔內(nèi)的環(huán)糊精短暫的相互作用，影響了流過(guò)納米孔原本的電流，腺嘌呤與胸腺嘧啶的電信號(hào)大小很相近，但胸腺嘧啶在環(huán)糊精停留是時(shí)間是其他核苷酸的2-3倍，所以每個(gè)堿基都因其產(chǎn)生電流干擾振幅是特有的而被區(qū)分開(kāi)來(lái)。

2· 單分子免疫檢測(cè)

過(guò)去40年里，無(wú)論是酶促化學(xué)發(fā)光/直接化學(xué)發(fā)光或者電化學(xué)發(fā)光，化學(xué)發(fā)光的檢測(cè)技術(shù)并沒(méi)有任何檢測(cè)原理層面上的改變，現(xiàn)有的化學(xué)發(fā)光檢測(cè)在靈敏度，準(zhǔn)確度的提升幾乎完全依賴于自動(dòng)化設(shè)備精密度的提升以及發(fā)光分子衍生物結(jié)構(gòu)上的改造。單分子免疫檢測(cè)是蛋白生物標(biāo)志物檢測(cè)領(lǐng)域的顛覆性新技術(shù)（與化學(xué)發(fā)光的關(guān)系，可以類比數(shù)字PCR代替?zhèn)鹘y(tǒng)熒光PCR），最大特點(diǎn)是“超高靈敏度”（檢測(cè)靈敏度是ELISA的1000倍）。其臨床和科研意義重大，可實(shí)現(xiàn)各種低豐度蛋白的免疫檢測(cè)（據(jù)統(tǒng)計(jì)在40,000多種已知的人類蛋白中，約有30,000種因表達(dá)豐度過(guò)低而無(wú)法實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)方法的檢測(cè)）。已經(jīng)商品化的單分子級(jí)別免疫檢測(cè)的技術(shù)平臺(tái)包括Quanterix的Simoa系統(tǒng)和Merck的SMC系統(tǒng)。單分子免疫檢測(cè)在國(guó)內(nèi)目前主要用于科研市場(chǎng)，尚未進(jìn)入臨床應(yīng)用階段。

3·?數(shù)字PCR

ddPCR系統(tǒng)利用油包水技術(shù)，在傳統(tǒng)的PCR擴(kuò)增前將一個(gè)大的反應(yīng)體系進(jìn)行微滴化處理，將此反應(yīng)體系分割為成千上萬(wàn)個(gè)微滴，即成千上萬(wàn)個(gè)獨(dú)立的PCR反應(yīng)體系。在此過(guò)程中，樣品被稀釋至單分子水平，并被平均分配到這幾萬(wàn)個(gè)反應(yīng)體系中，每個(gè)微滴中不含或者含有至少一個(gè)待檢測(cè)的核酸靶分子，這樣也相當(dāng)于變相的對(duì)靶基因進(jìn)行富集。理論上，dPCR的反應(yīng)單元的數(shù)目越多（體積越?。?，數(shù)字PCR的靈敏度越高，準(zhǔn)確度也越高。根據(jù)反應(yīng)單元的不同形式，主要可分為微板式、微腔式和微滴式三大類系統(tǒng)。國(guó)際上，ABI（Applied Biosystems）和Bio-Rad是dPCR儀器領(lǐng)域的兩大巨頭。國(guó)內(nèi)企業(yè)包括泛生子、永諾生物、科維思、諾禾致源、小海龜科技、新羿生物和銳訊生物。

√?ABI（Applied Biosystems）：ABI的dPCR儀器為QuantStudio 3D，采用芯片式分液技術(shù)，操作流程全自動(dòng)；

√?Bio-Rad：Bio-Rad的dPCR儀器包括QX200和RainDrop，均采用液體式分液技術(shù)，操作流程均半自動(dòng)。在價(jià)格上，RainDrop優(yōu)于QX200和QuantStudio3D。

4·?流式液相芯片

液相芯片是一種芯片技術(shù)與流式細(xì)胞術(shù)相結(jié)合的新技術(shù)，在這個(gè)開(kāi)放的反應(yīng)體系中可進(jìn)行蛋白、核酸等生物大分子的檢測(cè)，大大延伸了流式的檢測(cè)平臺(tái)。相對(duì)于傳統(tǒng)的化學(xué)發(fā)光，其最大的特點(diǎn)是高通量“多重檢測(cè)”，在細(xì)胞因子檢測(cè)、腫瘤篩查以及多重病原體檢測(cè)等方面具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。國(guó)內(nèi)有2家企業(yè)處于領(lǐng)先地位，分別是透鏡生命和曠博生物。

√?透景生命：基于luminex xMAP平臺(tái)開(kāi)發(fā)臨床診斷試劑，可同時(shí)檢測(cè)100個(gè)指標(biāo)，重點(diǎn)布局腫瘤篩查和多重病原體檢測(cè)；

√?曠博生物：基于自主開(kāi)發(fā)的AimPlex技術(shù)開(kāi)發(fā)臨床診斷試劑，可同時(shí)檢測(cè)24個(gè)指標(biāo)，重點(diǎn)布局細(xì)胞因子檢測(cè)領(lǐng)域。

5·?微流控技術(shù)

微流控是一種在微米尺度下利用制作在基地的微溝道對(duì)流體進(jìn)行操控的科學(xué)技術(shù)，可以將生物、化學(xué)等多種實(shí)驗(yàn)室功能微縮到一個(gè)很小的芯片上，因此微流控芯片也被稱為芯片實(shí)驗(yàn)室（Lab-on-a-chip, LOC）。微流控最大的優(yōu)勢(shì)和特征就是眾多技術(shù)單元與流程可以通過(guò)微通道相連，在微小的平臺(tái)上靈活組合和大規(guī)模集成，能夠快速、自動(dòng)、高通量、低成本地對(duì)生物、化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整實(shí)驗(yàn)室的復(fù)雜功能。由于尺寸微小，微流控芯片檢測(cè)僅需處理極微量的流體，可以極大地節(jié)省昂貴生化檢測(cè)試劑成本。微流控最明顯的特征是“尺寸小”（微：攜帶方便、試劑和樣本消耗少），特別適合發(fā)展床邊診斷（POCT），在血?dú)狻⑸?、核酸、蛋白質(zhì)快速分析以及細(xì)胞計(jì)數(shù)與檢測(cè)均具有重要臨床意義。國(guó)外代表性企業(yè)有雅培、Alere、Theranos、Abaxis和賽沛；國(guó)內(nèi)代表性企業(yè)包括理邦診斷、微點(diǎn)生物、天津微納芯、博暉創(chuàng)新、博奧生物。

√?理邦診斷：理邦的血?dú)庀盗挟a(chǎn)品在國(guó)內(nèi)企業(yè)中處于領(lǐng)先地位，技術(shù)上與雅培的i-STAT基本接近，測(cè)量指標(biāo)可達(dá)10項(xiàng)，低于雅培的20項(xiàng)；

√?微點(diǎn)生物：微點(diǎn)生物是國(guó)內(nèi)免疫診斷微流控POCT的代表性企業(yè)，具有從血栓、心衰、細(xì)菌感染標(biāo)記物全產(chǎn)品線，缺點(diǎn)是成本較高；

√?天津微納芯：微納芯使用的是和常規(guī)生化一樣的經(jīng)典濕式酶法，檢測(cè)準(zhǔn)確度可媲美大型生化檢測(cè)儀；

√?博暉創(chuàng)新：博暉創(chuàng)新的HPV分型微流控檢測(cè)試劑，一個(gè)樣本可檢測(cè)24個(gè)HPV亞型；

√?博奧生物：國(guó)內(nèi)第一家分子診斷的微流控產(chǎn)品，主要針對(duì)呼吸道病原菌、傷口感染病原菌、呼吸道病毒等多個(gè)檢測(cè)方向，可同時(shí)檢測(cè)24個(gè)指標(biāo)。

6·?光激發(fā)光化學(xué)發(fā)光技術(shù)

光激發(fā)光化學(xué)發(fā)光技術(shù)是一種新型的化學(xué)發(fā)光分析方法，屬于均相化學(xué)發(fā)光領(lǐng)域，與經(jīng)典的化學(xué)發(fā)光技術(shù)相比，其最大的特點(diǎn)是“免分離”，避免復(fù)雜的洗滌過(guò)程，減少操作流程，提升檢測(cè)效率。國(guó)內(nèi)代表性企業(yè)有科美診斷和愛(ài)興生物。

√?科美診斷：由博陽(yáng)生物（后被科美診斷于2014年收購(gòu)）于2004年首次將該技術(shù)引進(jìn)國(guó)內(nèi)，并開(kāi)發(fā)了高通量的大型化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)LICA技術(shù)平臺(tái)，在傳染病項(xiàng)目上表現(xiàn)出色；

√?愛(ài)興生物：基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的均相化學(xué)發(fā)光POCT技術(shù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)診斷試劑，相較于傳統(tǒng)的POCT，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定量。

7· 質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)

臨床上應(yīng)用相對(duì)成熟的質(zhì)譜技術(shù)主要應(yīng)用于微生物鑒定、核酸檢測(cè)和蛋白質(zhì)分析等領(lǐng)域，分別是微生物質(zhì)譜、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)和核酸質(zhì)譜(MALDI-TOF)。其中技術(shù)難度較高的液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)主要由國(guó)外質(zhì)譜廠商巨頭如SCIEX、Waters、賽默飛世爾、島津、安捷倫、布魯克等所壟斷。質(zhì)譜分析作為高端定量檢測(cè)分析，在檢測(cè)的靈敏度、特異性、分析速度、多指標(biāo)同時(shí)檢測(cè)等方面有非常強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，臨床上可實(shí)現(xiàn)對(duì)部分傳統(tǒng)檢測(cè)方法的技術(shù)替代。由于核心專利、制造業(yè)工藝等原因，短期生產(chǎn)端仍以進(jìn)口品牌為主，國(guó)產(chǎn)化率不足2%，MALDI-TOF和微生物質(zhì)譜領(lǐng)域僅有部分國(guó)內(nèi)廠家取得明顯進(jìn)展，包括安圖生物、毅新博創(chuàng)和融智生物等。其類似于“基因測(cè)序”等高端檢測(cè)設(shè)備，國(guó)內(nèi)有望率先在服務(wù)端有所突破。

√?迪安診斷：2017年11月與全球質(zhì)譜龍頭Sciex成立合資公司，2018年7月又與全球唯一獲得FDA認(rèn)可的核酸質(zhì)譜Agena Bioscience，Inc. 合作，獲得核心產(chǎn)品的授權(quán)；

√?金域醫(yī)學(xué)：2008年后逐步布局質(zhì)譜的臨床檢測(cè)，目前約半數(shù)實(shí)驗(yàn)室可提供包括新生兒篩查、維生素D、藥物濃度檢測(cè)等方面的質(zhì)譜檢測(cè)；

√?安圖生物：專注于微生物質(zhì)譜檢測(cè)。2018年年5月，其全自動(dòng)微生物質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)Autof ms1000獲得注冊(cè)批準(zhǔn)，同時(shí)擁有超過(guò)2000菌種數(shù)據(jù)的中國(guó)本土化微生物數(shù)據(jù)庫(kù)；

√?英盛生物：2018年7月與賽默飛簽訂合作協(xié)議共同開(kāi)發(fā)串聯(lián)質(zhì)譜儀，其產(chǎn)品主要應(yīng)用于遺傳性疾病和代謝性疾病2大領(lǐng)域。